基于激光点云的架空线路工况模拟研究与应用

通过激光雷达设备获取的输电线路通道高精度三维激光点云,可获取输电通道内地物的实时状态,对于通道环境的实时监测意义重大;但目前利用激光点云数据进行不同气象条件下导线弧垂状态模拟的研究仍较少.基于此,结合架空导线的力学分析、几何分析,详细阐述了利用激光点云数据进行工况模拟的原理与方法;选取某植被茂密区500 kV输电线路进...     

激光雷达探测输电走廊安全风险研究现状

输电走廊环境监测和风险预警是电网防灾抗灾的重要研究内容。在激光雷达、物联网、无人机及计算机技术的发展与推动下,利用各种新型遥感监测与巡检手段进行输电走廊大范围、智能化巡检成为重要发展趋势。综合多种监测数据的线路安全风险评估与灾害预警,成为智能电网建设工作的研究热点之一。本文系统论述了应用激光雷达技术进行输电走廊安全风险探测的研究现状与发展趋势,分析了激光雷达在输电线路安全风险探测中的优缺点,讨论了激光雷达输电线路巡检和监测数据在输电线路安全风险评估预警中所面对的问题与挑战。     

激光雷达在输电线路巡检中的关键技术及应用

介绍了激光雷达在输电线路巡检中的关键技术,总结了点云精细分类和三维重建的方法并探讨了未来研究方向,归纳了激光雷达在线路巡检中的具体应用,可为相关行业提供参考.     

台风灾害下无人机激光雷达技术的电网巡视应用

针对台风过后人工巡检电力线路效率低、勘测困难的难题,在收集了台风来临时刻对我国南方架空线路带来的影响资料的基础上,该文总结了台风及暴雨对输电线路运行设备的影响.该文从灾前隐患点排查、灾后灾情勘探和评估等方面着手,研究了基于垂起固定翼无人机载激光雷达的台风灾害后电网巡视的关键技术,并提出了台风前后灾情评估技术路线.通过某电力线路的巡检证明了上述技术路线的可行性.试验表明,基于垂起固定翼无人机载激光雷达技术可以提高面向台风灾害的特殊电力线路巡检的精度、完整性、工作效率.     

一种机载LiDAR点云电力线三维重建方法

针对直升机激光雷达电力巡线中电力线三维重建方法研究的不足,文章提出一种长距离架空输电线路直升机激光雷达点云数据的电力线三维重建方法,它包括电力线激光雷达点云聚类、悬挂点检测和电力线三维建模等3个部分:首先运用3D连通成分分析分离出某一电力线的点;然后在XOY平面上对某一电力线的点进行线性拟合和格网索引,通过二阶导数分析分离出某一档某一根电力线的点;最后对单根电力线进行三维建模,且三维模型使用比例因子作为抛物线参数。实验表明,该方法在重建过程中对输电线走廊内线路数目、电力线的根数、电力线类型、电力线的空间配置结构、线路长度、线路曲率等因素不敏感,且具有效率高、重建精度高的优势。     

机载激光雷达点云数据输电线路弧垂模拟

弧垂是架空输电线路安全运行监测的重点。针对现有弧垂模拟精度不高等问题,提出了一种基于机载激光雷达点云数据的架空输电线弧垂模拟新方法,实现了静态点云数据到动态环境下导线空间形态模拟。首先利用静态点云数据重建输电线三维空间模型,然后结合状态方程提取弧垂模拟关键参数,最后根据弧垂模型方程,实现了不同气象条件下输电线弧垂三维空间形态模拟。通过设置4种典型气象条件组合开展弧垂模拟精度验证,结果表明:该方法模拟精度高,且不受档距、电力线材质等条件影响,可为复杂地理区域或特殊气象条件下的电力线运行安全评估与监测提供参考依据。     

机载LiDAR辅助下的电力线路弧垂分析及应用

使用激光扫描技术进行输电线路运维能够有效发现线路本体缺陷和通道缺陷,但受巡视频次限制,不能保证发现输电线路缺陷的及时性。本文介绍了一种电力线工况分析模型来模拟实时动态的电力线状态信息。该模型考虑到输电线路受环境条件影响,如温度、风、覆冰等,其输电线弧垂状态会随之改变,运用架空线路电线力学计算,最终实现了电力线状态动态模拟,并结合扫描点云数据对典型气象条件下模拟电力线进行了安全距离检测,可及时发现输电线走廊下的隐患点。     

无人机载激光测量系统在电力上的应用

随着激光雷达技术的发展,激光雷达现在可用于电力巡查。传统的巡查方式空间定位精度不高,难以精确判断线路走廊地物到线路距离,无法快速分类整理;无人机技术的快速发展也为激光测量提供了方便、高效的载体平台,而无人机载激光测量系统可以更好地解决这些问题,综合获取输电线路本体、走廊、设备运行状态等数据信息,建立具有对信息进行传输、存储、展示等功能的管理系统,实现对输电线路进行实时、全面、高效的三维可视化管理。     

空间域分割的机载LiDAR数据输电线快速提取

机载LiDAR具有快速、直接获取地物3维坐标的能力,在电网高压输电线路安全巡检中具有较大的应用前景。论文针对机载LiDAR输电线智能巡检的需求,提出并实现了一种基于空间域分割的LiDAR点云数据输电线自动提取方法。该方法首先利用高程直方图统计法去除地面点,再次利用点云密度差异剔除杆塔,根据相邻线之间的距离差和相邻层的高程差进行单根输电线分离。最后,采用多项式模型在3维空间中重构每根输电线空间坐标。实验结果表明该方法能够快速自动地提取多个杆塔之间的多根输电线数据,具有一定的工程应用价值。     

无人机输电线路测量点云自动分类与快速巡检

本文基于无人机激光点云数据进行输电线路特征对象的分类提取与快速巡检,首先对多无人机平台通过空中测量的手段获取得到的数据进行了对比分析,然后针对固定翼无人机激光点云数据进行杆塔、导线、植被和地面的自动分类与提取,并进行导线修复,最后得到当前工况安全距离检测报告.结果 表明,固定翼无人机激光雷达系统一方面可以进行输电线路快速巡检,精准地判别输电线路危险点;另一方面可以为自动驾驶精细化巡检作业提供基础航线点云数据,具有较高的实际应用价值.     

基于不同GNSS增强系统的激光巡线数据分析

无人直升机搭载激光雷达（LiDAR）进行输电线路巡检具有高精度、低成本的优点,为了获取高精度输电线路三维点云高精度地理空间坐标,采用基于基站差分动态后处理（PPK）、江苏省连续运行参考站（JS-CORS）、千寻位置（QX-CORS）等三种不同定位服务方式进行输电线路巡检,分析了三种定位下获取的点位定位精度以及点云质量. 实际结果表明,PPK定位方式平面检核点与高程检核点误差平均值皆在0.1 m以内,其精度最高,数据质量最好,JS-CORS实时定位方式与QX-CORS实时定位方式精度次之. 为无人直升机搭载LiDAR进行输电线路巡检选择定位方式提供了参考.      

大型无人机输电线路巡检数据采集与处理关键技术

架空输电线路是电网安全运行的主要组成部分,采用人工巡检的方式并不能满足电网安全运维的需求。利用大型无人机结合遥感技术检测输电线路运行状况可很好地解决传统巡检方式所遇到的问题,及时高效地发现线路缺陷和安全隐患,为输电线路安全运行提供可靠保障。本文介绍了大型无人机输电线路巡检系统的组成、数据采集和处理的关键技术,以及利用无人机和遥感技术进行输电线巡检的技术流程和整体方案,为无人机巡检技术应用和普及提供参考。     

LiDAR点云赋能的智慧工地动态管理方法与实践

立足大范围架空输电线路施工现场管控需求,从安全管控、进度管控、施工质量管控、综合管理4个角度,利用物联网、无人机、智能分析、激光点云、地理空间信息等技术多维度开展智慧工地专题研究。基于获取的机载LiDAR点云,利用改进的体素化方法,通过配准后多期点云Bounding Box中的体素索引对多期LiDAR点云进行变化检测,动态智能管控电力工地的施工进度与安全,并对各技术模块进行集成。基于LiDAR点云搭建电力工地的三维可视化管理服务平台,可实现智能化、互联网化管理,实现输电线路建设领域创新驱动发展和绿色电网建设,将电网基建建设推到一个更高的台阶。     

电力巡线中机载激光点云数据处理的关键技术

介绍了机载激光雷达技术在电力巡线中的具体应用,探讨了巡线应用中点云数据处理的关键技术以及输电线路走廊点云分类和本体三维重建技术的研究进展。构建基于电力巡线需求的机载点云处理流程,能提高点云处理算法和三维建模的自动化程度,是机载激光雷达技术在电力巡线应用中发挥其重要作用的保证。     

输电线路风偏模拟分析系统研究

采用激光点云、数据高程、高清影像等技术,构建了输电线路工况模拟分析模型,设计开发了输电线路风偏模拟分析系统。在系统中实时集成第三方环境参数,通过输电线路风偏工况模拟分析,对超过安全阈值的输电线路进行定位、预警和预报,为输电线路的自动化巡检和隐患智能预警分析提供了技术支撑和科学决策依据。     

架空输电线路机载激光雷达点云电力线三维重建

电力线三维重建是机载激光雷达(LiDAR)电力巡线的一项重要任务之一。本文提出了一种基于架空输电线走廊机载LiDAR点云的电力线三维重建方法。首先,基于电塔LiDAR点和初始线路轨迹数据提取精确的电塔位置、电塔数量、线路轨迹、总档数等信息;然后,将线路分档,并确定每一档的二维空间范围和相应的电力线LiDAR点云;接着,分别对每一档的电力线LiDAR点云进行中心化投影,并利用k-means聚类将每一个电力线LiDAR点划分到相应的根;最后,利用直线和抛物线相结合的模型进行单档单根电力导线三维重建。两景试验表明,本文方法可以实现自动、高精度、正确的重建长距离架空输电线走廊电力线三维模型,重建过程中具有对电力线数目、空间配置结构、类型、粗差点、档距长度、点云不规则断裂等因素不敏感的优势。     

特高压输电线路通道三维可视化系统的实现

智能巡检技术的飞速发展可有效提高直升机、无人机、机器人及各类智能终端巡检高压输电线路的运维水平、提高工作效率、减小劳动强度.本文利用智能终端平台搭载的激光雷达扫描系统获取特高压输电线路上的激光雷达点云和光学影像数据,在激光扫描技术、三维可视化术及大数据分析等技术融合的基础上,在三维全景平台上融合航检数据,建立输电线路通道管控系统,全面提升输电通道的管理水平.     

无人机低空摄影构建影像点云的线路巡检方法

针对当前架空输电线路人工巡检方法存在的劳动强度大、条件艰苦、危险性高且效率低等问题,提出了一种基于无人机低空摄影构建影像点云的输电线路巡检方法。首先阐述了总体技术路线,研究了架空线路无人机影像拍摄方法、航线敷设方法及山区变高飞行航高设计方法,然后利用影像数据进行电力线量测及重建、线路通道场景三维重建以及架空线路障碍物探测,通过试验案例详细对本文方法进行精度分析。试验结果证明,该方法仅依靠低成本设备即可实现可靠的线路巡检,大大降低了现有输电线路的巡检成本,提升树障检测的质量和效率,能保证线路安全运维。     

低矮植被的无人机激光雷达测高精度分析

针对无人机激光雷达估测低矮植被高度的精度大小,本文以3m以下低矮树木为研究对象,通过数值模拟方法得到不同航高、不同扫描角情况下激光脚点坐标和点云估测单一树木高度的最大测量误差值;对比实测树高,分析了激光点云估测树高的精度。结果表明,在航高为30m、扫描范围为(-50°,5°)的情况下,无人机激光雷达获取的激光脚点坐标误差和由激光点云估测低矮树高(3m以下)的误差均可以达到cm级;激光点云估测单一树木高度与实测高度的决定系数为0.977,均方根差为5cm,标准均方根差为4%。因此,应用无人机激光雷达数据可以快速、精确获取低矮植被高度信息,进而为反演植被生物量和植被长势信息监测提供重要依据。     

电力巡线LiDAR点云电塔自动定位和提取算法

针对电力巡线机载激光雷达（LiDAR）激光点云电塔自动提取问题，提出了一种电塔自动定位和点云提取算法。首先，基于点云进行二维空间网格划分，利用网格点云高程偏差和方差特征提取潜在电塔网格；其次，基于电塔点云的高程连续特性完成电塔自动定位和点云粗提取；然后，利用点云分层密度信息和图像开运算，实现电塔精细提取；最后，利用轻小型无人机载激光雷达数据验证本文算法的有效性。试验结果表明，本文所提出的自动提取算法，能够有效解决LiDAR数据中电塔自动定位和点云提取问题，在LiDAR数据质量较差时仍能够取得良好效果，算法对于噪点数据具有较强的稳健性。本文所提出的电塔自动提取算法在LiDAR电力巡检数据处理中具有一定的应用价值。